日本汽车金属材料应用发展及变化特征(三)
作者:张银环   来源:技术中心 发布时间:2010年05月23日 点击数:

1.3 环保性材料
  随着环保意识的增强,对汽车开始要求使用无环境影响材料。为此,日本研制开发的无铅钢板开始应用。汽车燃油箱由于用途特殊,必须保证燃料渗透率和可回收处理性。美国关于燃油箱标准—燃料渗透率P-ZEV要求≤0.054g/25h(LEV-II标准规定为≤0.5g/25h)。传统燃油箱材料多使用铅锡镀膜钢板,该钢板可解决燃油箱耐腐蚀性和渗透性问题。但由于含铅钢板污染环境,又开发无铅材料和塑料材料。塑料燃油箱由于不能完全解决燃料渗透问题,近年日本又开发了锡锌镀膜钢板材料,有效解决了环境污染和渗透性问题,目前已开始使用。
  锡锌镀膜汽车燃油箱用钢板材料(Ecokote)是传统铅锡镀膜钢板的替代产品。锡锌钢板是在钢板表面镀上锡锌合金,达到耐腐蚀和高抗渗透性作用的。
1.3.1燃油箱材料性能要求
 a.内、外部高耐腐蚀性,一般要求使用15年。
 b一定的容量和质量要求。燃油数量要求燃油箱具有一定体积,但为减轻质量还需要降低材料厚度。
 c.良好的加工成形性,具备复杂结构成形要求。燃油箱受汽车构造限制,需要设计成一定复杂的形状,这给钢板冲压加工带来麻烦,深拉深材料、焊接材料等要求较高。
 d.具有一定的刚性要求。燃油箱须耐用可靠,不易损坏。
 e.极佳的抗渗透性能,防止燃油渗透。
 f.有利于回收处理。
1.3.2燃油箱材料变化
  日本主要汽车企业在使用燃油箱材料过程中,19971999年主要使用铅锌镀膜钢板材料。
  2000~2002年受环境保护影响开始使用无Cr6+铝钢板、铬酸盐锡锌钢板和部分铅锡钢板。
  2003~2005年全部改成无Cr6+锡锌钢板和无Cr6+铝钢板。但无Cr6+铝钢板的铝成本较高,2006年以后开始转为无Cr6+锡锌钢板。目前,无Cr6+锡锌钢板已成为日本汽车燃油箱主要材料。
1.3.3锡锌钢板主要特点
 a.锡锌钢板燃油箱具有良好的抗渗透性,渗透率满足P-ZEV≤0.054g/25h标准。
 b.锡锌钢板具有稳定的成形性能。在复杂形状时,可以通过冲压获得理想形状。
 c.锡锌钢板具有良好的抗腐蚀性能。酸性E10试验(45℃,3个月)表明,最大腐蚀深度仅0.3mm。
 d.锡锌钢板燃油箱最大寿命可达17.4a。
 e.锡锌钢板焊接性能优异。连续焊接性好,电焊宽度均匀。可进行锡焊,锡焊浸润区域为180mm2。
 f.锡锌钢板由于不含铅,因此无环境负荷材料,无汽车碎屑灰尘,有利环保。
2 新材料开发特点及供应体系
2.1 新材料开发和产品开发
  日本新材料开发和产品开发密切相关。每一种新材料使用都是为了满足新产品结构要求和性能要求,所以日本材料开发由汽车企业和钢铁公司共同完成。一般汽车企业从新车型设计开始,钢铁公司就参与研制,在新车型中结合汽车新结构,提出能更好满足需要的新材料。材料的强度标准根据汽车产品的结构设计确定。但当新车型为满足轻量化要求时,对于相应减轻的质量,由钢铁公司根据材料的特性来满足。
  材料确定时钢铁公司必须对新材料进行各种试验,试验方法和试验设备与汽车企业相同。日本汽车企业一般不对材料本身特性进行试验,而钢铁公司则按汽车企业要求进行各种满足汽车零部件使用性能的试验。
  新材料采用的主要目的是提高综合性能。钢铁公司采用新材料须充分考虑成本。任何新材料的采用除必须满足汽车性能要求外,还必须考虑不断降低成本的因素。材料的成本包括制造成本和使用成本。材料制造成本低但制造工艺复杂,制造时需要高级设备的方法同样不能采用。日本汽车企业在计算成本时,一般不单纯按材料价格,而是综合工艺性能加材料成本来最终决定材料的使用。
2.2 材料供应体系
  日本采购供应体系比较有特殊性,它和欧美公司单纯依靠价格竞争有所不同。日本企业采购体系的主要特点是稳定、长期、依存发展、互利。
  日本汽车企业和供应商之间是相互依存、共同发展的关系。汽车企业支持供应商发展,一般汽车企业在供应商发展初期,不论在技术和还是在资金方面都给予大力支持;供应商发展起来以后,同样给汽车企业在成本降低、技术研发等方面给予协助。供应商和汽车企业一旦合作相对比较稳定。
  钢铁公司和汽车企业是非常牢固的合作关系。但汽车企业和钢铁公司之间存在由于钢铁产品特殊性而导致繁杂的物流问题。日本公司一般由大商社担当物流工作。钢铁公司生产的产品体积大、质量大,运输保管需要专门公司经营。日本是通过商社建立物流配送中心,实现低成本、高服务的合理物流配送业务。
  总之,材料价格的确定不能单纯依靠材料本身价格,汽车企业需根据材料价格、加工、工艺成本、物流成本等综合因素,决定材料的使用。

                          ——《中国金相分析网》